Acquisition and reconstruction of 3D objects for robotic machining Thesis uri icon

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  • Com a evolução das técnicas de aquisição de imagem 3D tornou-se possível aplicá-las em cada vez mais áreas, bem como serem utilizadas por pesquisadores e amadores devido ao surgimento de scanners 3D de baixo custo. Entre as aplicações de aquisições 3D está a reconstrução de objetos, o que permite, por exemplo, refazer ou remodelar um objeto existente que não está mais no mercado. Outra tecnologia em ascensão é o robô industrial, que está muito presente na indústria e pode realizar diversas tarefas, até mesmo atividades de fabrico, e ser aplicado em mais de um tipo de operação. O objetivo deste trabalho é adquirir uma cena 3D com scanners de baixo custo e utilizar esta aquisição para criar o caminho da ferramenta para o desbaste de uma peça, utilizando um robô industrial nesta tarefa de usinagem. Para a aquisição foi utilizado o software Skanect, que obteve resultados satisfatórios para o trabalho, e o arquivo exportado da aquisição foi trabalhado nos softwares MeshLab e Meshmixer, os quais foram utilizados para obter apenas a parte de interesse para o processo de fresagem. Com o objeto de trabalho defino, este foi aplicado em software CAM, Fusion 360, para gerar o caminho de ferramentas para o desbaste em G-code, o qual foi convertido pelo Software RoboDK para código de rôbo, e este também permitiu fazer simulação da maquinação com o rôbo pretendido. Com a simulação ocorrendo de acordo com o esperado, esta foi implementada em prática, realizando a maquinação da aquisição 3D, assim podendo verificar a técnica de maquinação utilizada. Além disso com os resultados de aquisição, geração de toolpath e maquinação, foi possível validar a solução proposta e chegar a uma conclusão de possíveis melhorias para este projeto.
  • With the evolution of the techniques of acquisition of Three-Dimensional (3D) image it became possible to apply these in more and more areas, as well as to be used for research and hobbyists due to the appearance of low cost 3D scanners. Among the application of 3D acquisitions is the reconstruction of objects, which allows for example to redo or remodel an existing object that is no longer on the market. Another rise tech is industrial robot, that is highly present in the industry and can perform several tasks, even machining activities, and can be applied in more than one type of operation. The purpose of this work is to acquire a 3D scene with low-cost scanners and use this acquisition to create the tool path for roughing a workpiece, using an industrial robot for this machining task. For the acquisition, the Skanect software was used, which had satisfactory results for the work, and the exported file of the acquisition was worked on the MeshLab and Meshmixer software, which were used to obtain only the interest part for the milling process. With the defined work object, it was applied in Computer Aided Manufacturing (CAM) software, Fusion 360, to generate the tool path for thinning in G-code, which was converted by the RoboDK software to robot code, and this also allowed to make simulation of the machining with the desired robot. With the simulation taking place as expected, it was implemented in practice, performing the 3D acquisition machining, thus being able to verify the machining technique used. Furthermore, with the results of acquire, generation of toolpath and machining, was possible to validate the proposed solution and reach a conclusion of possible improvements for this project.

publication date

  • January 1, 2021